بررسي اثر ضدباكتريايي نانودندريمر پلي‌آميدوآمين نسل پنجم در محيط كشت

In vitro anti-bacterial effect of nano-polyamidoamine-G5 dendrimer

هدف: پيش‌رفت در علوم و فنّاوري نانو در دهه گذشته، فرصت‌هاي زيادي براي بررسي اثرات بيولوژيكي ازجمله اثرات ضدباكتريايي نانوذرات ايجاد كرده است. هدف از پژوهش كنوني سنتز و بررسي اثرات ضد باكتريايي نانودندريمر پلي‌آميدوآمين-G5 در حذف باكتري‌هاي كلبسيلا پنومونيا، سودوموناس آئروژينوزا، شيگلا ديسانتري و باسيلوس سوبتيليس در محيط آزمايشگاهي بود. مواد و روش‌ها: نانودندريمر از طريق روش رشد واگرايTomalia سنتز گرديد. از روش‌هاي رقت لوله‌اي و انتشار ديسك براي تعيين اثر ضد باكتريايي نانودندريمر پلي‌آميد و آمين-G5 استفاده گرديد. حداقل غلظت بازدارندگي و كشندگي بر روي باكتري‌هاي گرم منفي و گرم مثبت بر اساس دستور‌العمل‌هاي موسسه‌ي استانداردهاي آزمايشگاهي و باليني به‌دست آورده شد. ريخت‌شناسي و اندازه نانودندريمر پلي‌آميد و آمين-G5 از طريق ميكروسكوپ الكتروني عبوري به‌دست آورده شد. يافته‌ها: قطر هاله عدم رشد در غلظت 25 ميكروگرم بر ميلي‌ليتر از دندريمر پلي‌آميد و آمين-G5 براي كلبسيلا پنومونيا، سودوموناس آئروژينوزا، شيگلا ديسانتري و باسيلوس سوبتيليس به ترتيب برابر 27، 13، 30 و 18 ميلي‌متر به‌دست آمد. در مورد قطر هاله عدم رشد بين باكتري‌هاي گرم منفي با باكتري گرم مثبت اختلاف معني‌داري مشاهده شد (05/0p<). حداقل غلظت بازدارندگي براي كلبسيلا پنومونيا، سودوموناس آئروژينوزا، شيگلا ديسانتري برابر 5/2 ميكروگرم بر ميلي‌ليتر و براي باسيلوس سوبتيليس برابر 25 ميكروگرم بر ميلي‌ليتر به‌دست آمد. حداقل غلظت كشندگي براي شيگلا ديسانتري برابر 50 ميكروگرم بر ميلي‌ليتر، براي سودوموناس آئروژينوزا برابر 200 ميكروگرم بر ميلي‌ليتر و براي كلبسيلا پنومونيا و باسيلوس سوبتيليس برابر 100 ميكروگرم بر ميلي‌ليتر بود. نانوذرات PAMAM-G5 كروي شكل بوده و ميانگين اندازه قطر ذرات 10 نانومتر مي‌باشد. نتيجه‌گيري:بر اساس نتايج اين مطالعه، دندريمر پلي‌آميدوآمين-G5 در حذف گونه‌هاي استاندارد باكتريايي گرم منفي و گرم مثبت بسيار موثر است.

Introduction: Progress in nanotechnology in the past decayed has created various opportunities for evaluation of biological effects such as anti-bacterial effects of nanoparticles. This study was aimed to examine synthesis and the antibacterial effect of Nano-Polyamidoamine-G5 (NPAMAM-G5) dendrimer on Klebsiella Pneumoniae, Pseudomonas Aeruginosa, Shigella Dysenteriae and Bacillus Subtilis. Materials and Methods: NPAMAM-G5 dendrimers was synthesized by Tomalia’s divergent growth approach. The antibacterial effects of NPAMAM-G5 dendrimer were studied by disc diffusion and micro-dilution method. Minimum inhibitory concentration (MIC) and minimum bactericidal concentration (MBC) against gram-positive and gram-negative bacteria were determined according to Clinical and Laboratory Standards Institute (CLSI) guideline. Transmission electron microscopy (TEM) was used to analyze morphology and size of NPAMAM-G5. Results: Zone of inhibition in concentration 25μg/ml of NPAMAM-G5 dendrimers for Klebsiella Pneumoniae, Pseudomonas Aeruginosa, Shigella Dysenteriae and Bacillus Subtilis were 27, 13, 30 and 18 mm, respectively. There was a significant difference regarding the zone of inhibition between gram-negative and gram-positive bacteria (p<0.05). Remarkably, the MIC for Klebsiella Pneumoniae, Pseudomonas Aeruginosa and Shigella Dysenteriae was 2.5μg/ml and for Bacillus Subtilis was 25μg/ml. The MBC for Shigella Dysenteriae and Pseudomonas aeruginosa were 50 and 200 μg/ml, respectively and for Klebsiella Oxytoca and Bacillus Subtilis was100 μg/ml. It was found that NPAMAM-G5 particles had a spherical shape with a mean diameter size of 10 nm. Conclusion: According to the results, the NPAMAM-G5 dendrimer with end amine groups displayed a positive effect on the removal of standard strains of gram-positive and gram-negative bacteria.